ОПТИЧЕСКОЕ УГЛОМЕРНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к области угловых измерений. Оно может применяться в оптических делительных головках, в оптических делительных столах и других угломерных приборах с двусторонним совмещенным отсчетом.

Известно оптическое угломерное устройство, содержащее осветитель, круговую щкалу с штрихаМИ, установленную в ходе световых лучей, и систему для совмещения штрихов и для отсчета.

Для повышения точности номинального совмещения штрихи шкалы делаются двойными (бифилярными).

Двусторонний отсчет устраняет в известных пределах вл,ияние децентрировки круговой шкалы, исключает все нечетные гармоники систематических погрешностей. Однако оставшиеся погрешности - четные гармоники систематических ошибок (главным образом, вторая гармоника) в совокупности со случайными погрешностями, не подчиняющимися никаким закономерностям и периодичности, превращают изготовление высокоточных угломерных приборов в весьма серьезную техническую проблему, решение которой отнимает много труда и не всегда удается. Все эти погрешности снижают точность измерения.

Предлагаемое устройство отличается от

известного тем, что, с целью повышения точности измерения, круговая шкала имеет одинарные штрихи, а устройство снабжено однократной линзовой и призменной системой для искусственного образования двойных штрихов в плоскости круговой шкалы путем проецирования одинарных штрихов одной зоны шкалы в область одинарных штрихов другой зоны, расположенной относительно первой на 90°.

Пр.и этом обеспечивается поворот изображения также на 90°, и изображение проектируемых штрихов первого диаметра оказывается параллельным и рядом расположенным с небольшим поперечным сдвигом со штрихами второго диаметра, образуя таким образом бифилярный штрих. Совмещенный отсчет в поле зрения получают известными способами.

На фиг. 1 изображена схема образования бифилярных штрихов; на фиг. 2 - общая оптическая система, образующая совмещенный отсчет.

Устройство содержит (см. фиг. 1) осветитель в виде источника света / и конденсатора 2; круговую шкалу 3 с одинарными штрихами; однократную линзовую и призменную систему, включающую призмы 4, 5, 6, 7 -ц лннзы объектива S и 9; систему для совмещения штрихов и для отсчета (см. фиг. 2), включающую объектив 10, компенсационную линзу 11,

призмениый блок 12 с линией раздела и микроскоп 13 для наблюдения (проекционное устройство).

Устройство работает следующим образом.

Источник света / через конденсатор 2 и призму 4 освещает штрихи, расположенные на конце диачметра круговой шкалы 3. Этот диаметр условно будем называть диаметр Д1. Круговая ЩКала имеет штрихи одинарные (не бифилярные).

Призма 5 меняет направление лучей на 90°, перпендикулярно диаметру Д Призма 6 направляет пучки лучей параллельно диаметру Д, а призма 7 - на плоскость круговой шкалы в зону диаметра, повернутого на угол 90°. Этот диаметр условно будем называть диаметр Д. Объектив, состоящий из линз S и 9, дает изображение штрихов диаметра Д с увеличением 1- в зоне диаметра Д2. Это изображение при данной прйзменйой системе будет повернуто на 90°, т. е. окажется параллельным штрихам диаметра Д2, а необходимый интервал между штрихами обеспечивается юстировкой системы.

Таким образом, в зоне диаметра Д2 образуется бифилярный штрих, состоящий из действительного штриха диаметра Да и изображения штриха диаметра Д2Аналогично получаем бифилярный штрих и в другой ветви системы.

В процессе нониального совмещения штрихов при установке лимба в заданное угловое положение участвуют штрихи четырех зон (штрихи расположены на -концах двух диаметров, повернутых один относительно другого на 90°). Этим самы.м исключается, помимо влияния нечетных тармояик, также и влияние основной первой четной гармоники систематических логрешностей.

Увеличивается вероятность компенсации

случайных погрешностей по знаку, а, следовательно, и по величине. Подсчет показывает, что если при обычном двустороннем отсчете вероятность компенсации по знаку случайных

погрешностей совмещаемых штрихов, расположенных на концах произ1вольного одного диаметра относительно нулевого равна 50%, то при использовании для совмещения штрихов, расположенных на концах двух диаметров, находящихся на 31начительном угловом расстояний между собой, вероятность компенсации по знаку случайных погрешностей увеличивается до 87,5%. Эти два достоинства предлагаемой системы позволяют со значительно меньшими трудностями получить угломерные приборы с особо высокой точностью. Что касается некоторого усложнения конструкции за счет добавления однократной линзовой и призменной систем, то оно окупается более простой технологией деления шкал (шкала имеет не бифилярные штрихи, а одинарные) и за счет уменьшения затрат труда на изменение круговой шкалы из-за недостаточной точности.

Предмет изобретения

Оптическое угломерное устройство, содержащее осветитель, круговую шкалу со штрихами, установленную в ходе световых лучей,

и систему для совмещения штрихов и для отсчета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности .измерения, круговая шкала имеет одинарные штрихи, а устройство снабжено однократной линзовой и призменной системой для искусственного образования двойных штрихов в плоскости круговой шкалы путем проецирования одинарных штрихов одной зоны шкалы в область одинарных штрихов другой зоны, расположенной относительно первой на 90°.

2

,ii

7

F

Л-ШЕ)

Ё

В

IS 2)

/ff

i2

(SS5 1

.Л

t2S

2